一種雙向客流計算系統

李朝+王廣宇

摘要：為了解決當前客流計數系統只能單向統計計算的問題，利用矩陣按鍵及傳感器設計了一款雙向客流計算系統?？梢詰糜谲壍澜煌ㄜ噹土鞅O(jiān)測、高速鐵路客流監(jiān)測、景區(qū)門口人流量監(jiān)測或者一般工作場所、休閑購物出口和入口的門禁處等地方，該系統在某些特定的工作環(huán)境，如需要統計該場所的動態(tài)人數等方面起著重要的作用，從而分析出該空間的最佳舒適區(qū)域在何處或者舒適度為多少。同時，提出了本系統變形推廣使用，去解決一些精確確定人流量的場所問題的想法。

關鍵詞：客流量；雙向客流計數；矩陣按鍵；傳感器；監(jiān)測

1概述

對于目前正在運營軌道交通的城市，常常存在乘坐軌道交通很擁擠，乘坐軌道交通的舒適感大大下降。由此聯系到每個車廂的空間利用率，于是創(chuàng)新地設計了一種新型雙向客流計算系統，配合軌道交通車廂空間占用率發(fā)布系統，將各個車廂的空間定量化，引導乘客到空間較寬敞的地方乘坐。對現在各個城市運營的軌道交通進行調查，例如上海地鐵6號線和重慶軌道交通2號線，仍然存在非高峰時間段部分車廂人數較少情況，適合乘客選擇。在處理車廂空間占用率發(fā)布時，發(fā)現車廂的人流數是動態(tài)且沒有一個準確的計數系統來進行計量，尤其是無法準確獲得和區(qū)分進車廂與出車廂的人數，而常規(guī)的紅外線計數、視頻計數等常規(guī)的只能計數不能區(qū)別進出方向的系統，因此在使用和處理客流量實時數據上遇到了很大麻煩。

2設計目的

現行城市軌道交通的運行情況，以重慶軌道交通3號線為例，該線路的運行情況為早上上班時段和晚上下班時段非常擁擠，而當一般運行時段內，車廂的平均運行情況則是不太擁擠，或者部分車廂比較擁擠，部分車廂比較松，便設想通過設計該系統，用以計算客流，最后輔助智能顯示擁擠情況，來改變城市軌道交通車廂客流量分布不均的狀態(tài)，減輕現階段軌道交通運行的壓力。

目前車站通過閘機對車到站的某段時間內進出客流量結合攝像頭采集人圖像信息來估算整列車的乘客數，而使用攝像頭采集圖像識別計算每個車廂的乘客數，成本比較高，數據處理量也比較多。而通過此雙向客流計算系統，并同時根據閘機得到的數據，處理分析后，便可以得到車廂空間利用率，使監(jiān)測計算車廂雙向客流時，不必采集大量的圖像數據；同時優(yōu)化計數算法，使整個過程簡便經濟，為乘客提供一個舒適乘坐策略。

3矩陣按鍵說明

由于腳板印在平面薄板上的大小是一定的，腳板進出對于矩陣按鍵的作用是不同的。對于進人車廂，此時腳跟處先著地，觸發(fā)第一個按鍵（相對的第一個按鍵，當第一次踩在其他部位時，就變?yōu)閷嵸|第一個按鍵開始），生成相應矩陣，然后腳尖著地，觸發(fā)按鍵相應的矩陣塊，生成另外一個矩陣，然后腳板依次通完平面薄板，并產生了相應數量的矩陣。這只是人行走一只腳的情況，加之另外一只腳會重復一樣的動作，也會產生相應數量的小矩陣，進而通過雙足產生小矩陣的變化情況便可判斷此處人的行走方向情況，并同時計人一個人流數。同樣，對于離開車廂，出車門踏上平面薄板，同樣觸發(fā)矩陣，和進人車廂相同，產生變化的矩陣，但它們的矩陣變化方向不同，因此可通過這樣區(qū)分乘客進出方向，同時計人了人流量。

經過調查研究，人從邁開腳步踩到平面，到由腳跟轉向腳心的過程時間大致為1秒鐘。于是我們將整個踩踏過程分成兩部分：第一部分為乘客走過該平板時，位于該平面薄板的四個按鍵中一個或者多個被觸發(fā)的過程；另一部分為，等待20ms后，確認是否按鍵被按下，當再次確認按鍵被按下的時候，觸發(fā)掃描平面薄板上的按鍵，以縱向依次供電，橫向依次監(jiān)測沒有個按鍵是否被按下。在整個過程中，將按下與未按下這兩個行為，分別記為0與1，將得到統計到的矩陣，進行進一步分析處理，得到最終的結果并以此判斷通過此平面薄板的乘客是進入還是離開。

4作品原理

根據人體生理結構，一般情況下人走路按照前腳跟后腳掌的順序著地，同時身體重心前移?；诖嗽?，首先將壓力傳感器陣列進行檢查是否可以反饋正常感應信號，檢查合格之后將其放置于城市軌道車站站臺的屏蔽門靠近軌道內側的屏蔽門位置前后。

當列車進站時，屏蔽門打開，并開啟雙向客流計算系統，當人的后腳跟踩在壓力傳感器陣列時，傳感器陣列按下，對傳感器陣列信息處理成矩陣A1，并將矩陣轉換成數組B1，而后系統定時器定時ST時間，并對壓力傳感器陣列進行第二次上電，并將第二次的矩陣信息處理成矩陣A2，并將矩陣裝換成數組B2，利用算法，將前后兩個數組做比較分析，得到的比較數單位化，結果為s，s的范圍為0-1。根據數學計算結果，0

5結束語

此系統解決了雙向監(jiān)測客流人數的問題，用以監(jiān)測車廂的動態(tài)變化人數，不但可以提高計量的精確度，而且可以大大降低客流監(jiān)測系統成本。該系統測算的方式簡單，效果也較為理想。用以車廂空間優(yōu)化系統中，更加有效精確數據的采集和處理，使得其合理性與優(yōu)勢得以凸顯，優(yōu)化系統的設置研究則會得到進一步的理論數據支持。同時，該系統的研究也會提供一個新的客流監(jiān)測方式的研究方向。在未來其他場景上，比如商場的店鋪和學校的教室可以使用該系統，可以計算這個店鋪的顧客流量和教室學生的出勤率，對于商鋪店家和老師來說，有潛在的價值，而且在不采集人頭或人臉信息的情況下，既可以保證人們的隱私，又可以經濟劃算地計算某空間范圍內準確的來往人次或者人數。